地质11-1-11011113郑铖的结课论文
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结课论文专题报告——页岩气
地质11-1
11011113郑铖
[一]引言
身居校园，关心国家动向的机会不多，不过从我们厂的最新动态来说，石油逐渐枯乏，天然气这种清洁易开采的能源已经是我们厂厂经济来源不可或缺的一部分，而且占得比例很大，所以我也希望借此机会，对页岩气有更进一步的认识！
[二] 什么是页岩气，页岩气是怎么形成的？：
页岩气是以多种相态存在并富集于泥页岩（部分粉砂岩）地层中的天然气。
1821年在美国Chautauqua 县钻探的第一口天然气生产井就是页岩气井（在井深21m处，从8m厚的页岩裂缝中产出天然气）。
1998年
美国的页岩气当年采气量超过了100亿m³，其发现储量占美国天然气探明储量的2.3%。
页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标。
页岩气的成藏至少分为两个阶段：第一阶段是天然气的生成与吸附，具有与煤层气相同的富集成藏机理；第二阶段则是天然气的造隙及排出，由于天然气的生成来自于化学能的转化，可以形成高于地层压力的排气压力，从而导致沿岩石的薄弱面产生小规模的裂缝，天然气就近在裂缝中保存。
在该阶段中，天然气主体上受生气膨胀力的推动而成藏，近源分布且不受浮力作用，反映了活塞式的运聚特征，与根缘气具有相同的形成机理；如果天然气生成量继续增加，则裂隙彼此连通构成较大的裂缝网络（运移高速通道），浮力作用促使天然气以置换方式从泥页岩层向外运移，为常规圈闭气的成藏打开了通道，此时进入第三成藏阶段。
影响页岩气成藏的主要因素是源岩的有机质含量及其生气作用，而控制天然气自然产能的主要条件是页岩中的裂缝发育程度。
因此，页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大，母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。
[三]页岩气的形成地形及其分布：
[四] 世界哪有页岩气，中国的页岩气在哪，我们国家
的页岩气前景怎么样？
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
全球页岩气资源约为456万亿立方米，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联，其中北美最多。
中国页岩气论文总数少, 分布上具有典型初期阶段特征, 且具有两阶段特点; 中石油系统和高等院校在所有参研机构中优势明显, 尤以中国石油勘探开发研究院董大忠、程克明和中国地质大学张金川两个学术团队成果丰富; 国家或企业基金资助对科研产出影响很大, 核心期刊中页岩气论
77% 都受到过基金资助。
中国页岩气基础研究与勘探开发刚驶入一个全新的起步发展阶段, 在未来一个较长时期内, 资源评价理论与方法是研究的主要方向, 地质基础研究工作必受重视, 勘探试井及与之相关的产能模拟、压裂等增产开发措施研究也会逐步展开。
基于地质条件、成藏要素和油气产区特殊条件的综合分析, 四川盆地南部地区很可能会首先取得突破性进展, 并成为中国第一个页岩气勘探开发的先导性试验建设基地。
在政策扶植和基金支持下, 坚持科技攻关, 开展多种合作, 增进学术交流, 促进人才培养, 页岩气研究将迅速发展, 并会较早结束探索阶段而逐步向商业化方向发展。
尽管页岩气形成大规模开发尚需时日, 但从保障国家能源安全和油气总体发展战略的角度, 积极寻找页岩气资源已是当务之急, 中国页岩气基础研究和勘探开发任重而道远。
展望未来, 页岩气
资源丰富、开采周期长、产量高, 必将成为一个大有可为的新兴产业。
[五]来自SCI以及Google-Scholar的数据报告：
1.主要研究页岩气的科学家
2.世界研究页岩气的前十机构
3.论文数量年度变化趋势
本次检索共检到页岩气研究论文1360 篇，其年度变化趋势如图1 所示。
从图1 可以看出，1967—2009 年，国际页岩气研究的论文整体呈增长趋势（由于收录时间滞后性，2010、2011 年仅收录了部
分数据，因而无法与其他年份的数据进行比较）从图中可以看出以1991 年为界限存在2 个明显阶段：第一阶段（1967—1990年）年文献量不大，不超过7 篇，而且连续多年分布在3 篇以下；第二阶段（2003—2009 年）年文献量均在40 篇左右，且逐年增加，特别是在2009 年达到最大值125 篇。
从这些数据可以反映出，在20 世纪80 年代末期页岩气资源才开始引起研究人员的广泛注意，在1991 年前后（由于文献数据的滞后性，这个时间可能要更早些）国际页岩气研究存在一个较大的发展期，论文整体呈缓慢增长趋势（平均增长率为6.62%），但部分年（如1992 年、1994 年、1999 年、2003年和2006 等年）还存在负增长的现象。
这些数据反映出：自20 世纪80 年代末科学家高度关注页岩气研究以来，近20年，国际页岩气研究呈现出波动式向前发展的趋势。
4. 论文学科分布
根据WOS 对期刊的学科分布分析结果可知，1967—2011 年页岩气资源SCI收录论文主要分布在地球科学多学科、能源与燃料、石油工程、地球化学与地球物理、地质学、古生物学、化学工程、环境科学、矿物学、多学科科学这10 个学科（图2）。
此外，在海洋学、环境工程学、地质工程学、分析化学、采
矿与矿物处理、物理化学等学科领域内也有少量论文分布。
反映出页岩气研究是以地质科学和能源工程科学研究为主，兼结合其他学科究的学科交叉特点。
5.主要国家发文情况对比
通过对不同国家发文量进行统计（图3），可以看
出，美国在论文数量上占绝对优势，达到399 篇，占已发表的页岩气SCI 论文总数的29.3%，这从一个侧面反映出美国在页岩气研究方面具有绝对的优势，处国际领先地位。
位列全球前10 位的其他9 个国家依次为英国（152 篇）、中国（147 篇）、加拿大（126 篇）、德国（93 篇）、澳大利亚（65 篇）、法国（62 篇）、挪威（55 篇）、俄罗斯（33篇）和荷兰（31 篇），其余国家的发文总量为344 篇（由于论文存在多国作者的合作情况，因而造成分别按国别统计的论文数之和要比检索到的论文总数要大）。
6. 主要机构发文量对比
在1964—2010 年发表的页岩气研究SCI 论文中，在全球发文量居前10 位的机构依次为：中国科学院（Chinese Acad Sci）、美国地质调查局（US Geol Survey）、加拿大地质调查局（Geol Survey Canada）、俄罗斯科学院（Russian Acad Sci）、德克斯大学（Univ Texas）、斯坦福大学（Stanford Univ）、密西根大学（UnivMichigan）、和利兹大学（Univ Leeds）。
这10
个机构的发文量占总发文量的11.7%。
在这10 个机
构中有4 个为美国的机构，英国有2 个机构。
中国、加拿大、俄罗斯和德国各有1 个机构，这些机构中绝大多数为大学（4 所），另有3 个政府机构和3 个国家级研究机构。
中国只有中国科学院这个国家级研究机构进入国际页岩气研究前10 位机构行列，且目前排名第一。
7. 主要期刊
图中列举了发表页岩气研究论文数量在20 篇以上的期刊，可以看出绝大部分期刊是在美国出版，其中排名第一的是美国石油地质学家协会主办的期刊—
《AAPG 通报》，发表论文数占页岩气论文总数的9.3%，其次为美国的《海相石油地质》和《有机地球化学》，第四位为加拿大的《加拿大石油地质通报》，这从某方面印证了美国和加拿大在页岩气研究方面的领先地位。
《中国科学，地球科学》在检索期间发表了21篇有关页岩气研究的文章，这些文章的第一作者均为中国人，且绝大多数文章发表于2004 年以后反映出页岩气研究在我国正在兴起。
[六]小节：
自1991 年到2010 年，页岩有机质的生成和演化一直是页岩气研究的热点主题，2005 年以来又侧重盆地研究，研究内容主要集中在盆地、有机质、油、页岩、动力学等方面，但每年都有新的热点出现，如1994 年强调有机相、生物标志物、湖相沉积研究等，1999
年关注地震解释，2003 年关注泥火山，2007 年新关注热流体，2008 年新关注Barnett 页岩、中国北方地台，2009 年关注古生代、生成动力学，2010 年Baltic 地区和地震资料反演成为新的关注点。
（1）近20 年来，页岩气研究论文数量整体呈现出增长的趋势，表明国际页岩气资源研发活动日益活跃。
（2）大学和研究机构是页岩气相关基础研究主体。
（3）美国、加拿大、俄罗斯等国在页岩气研究方面具有领先优势。
（4）我国虽然与国际领先国家（美国、加拿大、俄罗斯等）在页岩气研究方面存在很大差别，但目前已在页岩气研究领域占有重要地位。
（5）1991年—2010年，国际页岩气研究主要热点方向包括：页岩气有机质形成与演化、页岩气生成机理（包括地质背景及页岩气形成动力学等）、页岩气
形成古环境模拟以及特定地区页岩气研究及地震反演等。
郑铖
2014年5月25日星期天。
